低地板轻轨列车防折弯液压系统研究

• 作 者: 田宇强
• 出 处: 华南理工大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 低地板轻轨列车 防折弯液压系统 刚度特性 阻尼特性 动力学

防折弯液压系统是低地板轻轨列车的安全运行控制系统,能保证列车在驶入驶出弯道时正常通过,列车行驶过程中具有横向减振功能,可提高乘坐舒适性,有效地避免车体间的相对折弯。目前国内防折弯液压系统主要依赖进口,相关研究工作尚处于起步阶段,基于这一现状,本研究对防折弯液压系统的结构原理、工作特性、和对轻轨列车曲线通过性能的影响进行了全面的分析。论文首先介绍了低地板轻轨列车的发展状况和防折弯液压系统的国内外研究现状,对防折弯液压系统的结构和工作原理进行了详细的分析,并设计了满足工作要求的液压系统原理图,确定主要零部件的结构和工作参数。其次,分析了防折弯液压系统的数学模型,建立其AMESim仿真模型,对防折弯液压系统的工作模式、刚度特性进行了仿真分析,并进一步分析了主控阀门组、缓冲阀门组和缓冲油缸工作参数对系统刚度特性的影响规律。随后,详细分析了防折弯液压系统的横向减振功能,建立其减振阻尼原理模型,利用AMESim仿真软件得到系统的阻尼特性曲线,分析了缓冲阀门组内节流阀和限压阀工作参数对系统阻尼特性的影响规律,并通过实验验证所建立模型的准确性。最后,采用Simpack仿真软件建立了四模块100%低地板轻轨列车的动力学仿真模型,研究了车辆通过曲线线路时,防折弯液压系统对车辆动力学性能的影响。研究结果表明:防折弯液压系统,在救援模式下刚度最大、相邻车体内的转向控制油缸运动一致,故障模式其次、相邻车体内的转向控制油缸有很小的位移差,正常模式下刚度最小、相邻车体内的转向控制油缸存在较大位移差。缓冲油缸碟簧刚度、主控阀门组内旁通节流阀直径、缓冲阀门组内节流阀直径和限压阀开启压力及泄压流量压力梯度均会对系统的刚度特性产生影响。缓冲阀门组内节流阀和限压阀的工作参数直接影响防折弯液压系统的阻尼特性。当装有防折弯液压系统的列车通过S型和C型曲线线路时,车体与转向架之间的相对转角降低了很多,列车被限制在合适的界限内,这样有利于提高列车运行的平稳性和乘坐舒适性,提高列车的曲线通过安全性,降低各项动力学性能指标。